涡轮增压发动机的构造、原理及使用全解

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涡轮增压发动机工作原理

涡轮增压发动机工作原理

涡轮增压发动机工作原理涡轮增压发动机工作原理中,涡轮增压是一种机械式增压方式,通过利用气体动力学的原理,从而增加气缸内的空气进气量,从而提高发动机的输出功率和扭矩。

通常,涡轮增压发动机在低于中高速范围,如从1000rpm到4000rpm,效果达到最佳状态。

涡轮增压器的原理是利用燃油中的能量释放出气体压力,从而驱动涡轮转子旋转,转动的涡轮将压缩空气送入发动机燃烧室,从而增加燃料燃烧的效率。

接下来,我们将会详细解析涡轮增压发动机的工作原理。

一、涡轮增压发动机的基本结构涡轮增压发动机包括涡轮增压器、进气歧管、燃烧室、排气管和涡轮悬吊组件,涡轮增压器可分为中央涡轮增压器和双涡轮增压器两种。

前者只有一个涡轮,随着汽车转速的上升,涡轮的旋转速度亦会增加,从而增加进气压力;后者则拥有两个涡轮,其中一个涡轮只负责低转速段的增压工作,而另一个涡轮主要承担高转速段的增压任务。

涡轮增压器通过涡轮组件和废气涡轮组件结合而成,其安装在汽车引擎进气歧管里面,因而发挥着增压的作用。

涡轮组件作为增压器的核心部件,由轮叶、轴和壳体三部分组成。

轮叶通过涡轮间隙与壳体相隔,而轮叶的切口则与涡轮增压器中的废气涡轮组件的叶片相交叠,从而利用排气气流带动涡轮转子的旋转。

废气涡轮组件则是协同工作的一部分,其利用吸气过程中的废气引导叶片旋转,从而带动涡轮组件的旋转工作。

涡轮增压器与汽车引擎的其他部件之间,则有一个压缩空气输入与燃油混合输出的进口和出口处相连。

经涡轮压缩后的新鲜空气将进入压缩空气之后的连通管道中,之后再进入汽车发动机的进气歧管,在这里与喷油器所喷射出的燃油混合并进入汽车发动机的燃烧室进行燃烧。

二、涡轮增压发动机增加功率的原理由于涡轮增压器向发动机提供的新鲜空气比常规进气系统中的空气更加稠密,因此涡轮增压发动机可以在相同的燃料供应条件下,产生更多的动力输出。

因为闵贺尔定理表明动力等于扭矩乘以发动机转速,因此涡轮增压系统可以增加扭矩产生,而这也意味着更多的动力输出。

涡轮增压的拖拉机原理

涡轮增压的拖拉机原理

涡轮增压的拖拉机原理涡轮增压是一种通过利用排气能量来提升发动机进气压力和进气流量的技术,其原理实际上与气体动力学中的涡轮原理密切相关。

首先,我们需要了解涡轮增压器的结构和工作原理。

涡轮增压器由两个关联的部分组成,即涡轮和压气机。

压气机是由一系列弯曲的导气叶片组成的轴承结构,与发动机进气道相连。

而涡轮则与排气道相连,由一系列弯曲的排气喷嘴构成。

涡轮和压气机之间通过轴承相连,并且共享同一个轴承壳体。

当发动机运转时,排气通过排气道进入涡轮增压器,并与涡轮叶轮相互作用。

当排气通过排气喷嘴时,由于喷嘴的曲率,流体被强制改变方向并加速。

这种加速的排气使叶轮高速旋转,从而将旋转动能传递给轴承壳体。

轴承壳体与压气机相连,因此涡轮增压器的旋转也会带动压气机一起旋转。

压气机由一系列的导气叶片组成,其作用是将进气通过压缩,提高进气压力。

随着压气机的旋转,进气被强制通过叶片,并在叶片的作用下被压缩。

压缩气体通过出口喷嘴进入发动机的进气道,从而增加了进气压力和进气流量。

涡轮增压的工作原理可以通过动量守恒和能量守恒来解释。

当排气进入涡轮叶轮时,其动能转化为叶轮的旋转动能。

同样地,当压缩气体通过压气机时,其动能转化为叶轮的旋转动能。

涡轮和压气机共享同一个轴承壳体,因此涡轮的旋转动能将直接传递给压气机,从而提升进气的压力和流量。

通过这种方式,涡轮增压器可以实现对发动机的增压,并提高发动机的吸气效率和功率输出。

涡轮增压在现代发动机中广泛应用,特别是在柴油发动机和高性能汽油发动机中。

它能够大幅提升发动机的输出功率,并在一定程度上提高燃料经济性。

然而,涡轮增压也存在一些缺点,如增加发动机的复杂性和重量,以及增加了排气温度和压力,对发动机的冷却和排放系统提出了更高的要求。

总之,涡轮增压是一种利用排气能量提升发动机进气压力和进气流量的技术,并通过涡轮和压气机的相互作用实现。

它在提高发动机动力性能和燃料经济性方面具有重要作用,但也面临着一些挑战和限制。

ea211涡轮增压发动机拆解

ea211涡轮增压发动机拆解

ea211涡轮增压发动机拆解EA211涡轮增压发动机拆解引言:EA211涡轮增压发动机是大众集团开发的一款高性能发动机,具有较高的动力输出和燃油经济性。

本文将对EA211涡轮增压发动机进行拆解,以揭示其内部结构和工作原理。

一、外部组件拆解我们需要拆解发动机的外部组件。

这包括气缸盖、气缸体、曲轴箱、活塞、连杆、气门等。

通过拆解这些组件,我们可以清晰地看到发动机的排列和连接方式。

二、内部构造拆解接下来,我们将拆解发动机的内部构造。

这包括凸轮轴、进气歧管、燃油喷射器、喷油嘴、涡轮增压器等。

通过拆解这些部件,我们可以深入了解发动机的工作原理和关键部件。

1. 凸轮轴凸轮轴是发动机中的重要部件,控制着气门的开闭。

通过拆解凸轮轴,我们可以看到其上的凸轮形状,这些凸轮与气门的开启和关闭时间密切相关。

2. 进气歧管进气歧管是将空气引入到发动机中的通道。

通过拆解进气歧管,我们可以观察到其内部的曲折路径和进气阀门的位置。

这些设计都是为了增加进气的流动性和效率。

3. 燃油喷射器和喷油嘴燃油喷射器和喷油嘴是将燃油喷入气缸中的关键部件。

通过拆解这些部件,我们可以看到喷油嘴的喷孔和喷油角度,以及喷油器的结构和工作原理。

4. 涡轮增压器涡轮增压器是EA211发动机的重要特点之一,通过利用废气的能量提高进气压力,从而增加发动机的动力输出。

通过拆解涡轮增压器,我们可以看到涡轮叶片、涡轮轴和压缩机叶片等关键部件。

三、工作原理揭秘通过拆解发动机的各个部件,我们可以更好地理解其工作原理。

EA211涡轮增压发动机采用了压缩燃油混合物来提高燃烧效率和动力输出。

废气通过排气歧管进入涡轮增压器,驱动涡轮叶片旋转。

涡轮轴与压缩机叶片相连,通过旋转将更多的空气压缩进气缸中。

同时,燃油喷射器喷射燃油形成可燃混合物,与压缩空气混合后,由火花塞点火燃烧。

燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动,驱动曲轴旋转,从而产生动力输出。

四、优势与应用EA211涡轮增压发动机具有以下优势:1. 动力输出强劲:涡轮增压技术有效提高了发动机的动力输出,使其在加速和爬坡等场景下具有更好的性能表现。

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理

涡轮增压器工作原理涡轮增压器是一种常见的引擎增压装置,通过利用废气能量驱动涡轮,提高进气压力,增加气缸内的氧气浓度,从而使发动机产生更大的动力。

下面将详细介绍涡轮增压器的工作原理。

一、涡轮增压器的构造涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成。

涡轮由排气系统中排出的废气驱动,压气机则将大气中的空气压缩并送入气缸内。

涡轮和压气机通过一个轴连接,共用一个壳体,涡轮位于进气管内,压气机位于出气管内。

二、涡轮增压器的工作原理1. 排气系统:当发动机工作时,废气由排气门进入涡轮,废气的能量使涡轮产生旋转。

涡轮的转动效应类似于一枚风车,其转速与排气流量和排气温度有关。

2. 压气系统:涡轮的转动通过轴将动力传递给压气机,压气机上的叶轮通过高速旋转将大气吸入,并在吸入过程中使空气被压缩。

经过压缩的空气然后通过进气管进入气缸。

3. 涡轮增压器与引擎关系:涡轮增压器通过将压缩后的空气送入气缸,增加了气缸内的氧气密度,提高了燃烧效率。

增加的氧气浓度可使更多的燃料燃烧,从而产生更大的动力。

三、涡轮增压器的优势1. 增强动力:涡轮增压器可以使发动机输出更大的推力,提高车辆的动力性能。

特别是在高海拔或环境条件不佳的地区,涡轮增压器能够充分利用废气压力,提供额外的气缸充气,从而使发动机性能更加出色。

2. 燃料经济性:由于涡轮增压器提高了发动机的燃烧效率,相同输出功率下的燃料消耗量相对较少。

这使得车辆在燃油经济性方面更具竞争力。

3. 减少尾气排放:涡轮增压器可提高燃烧效率,使发动机在燃烧过程中产生更少的废气。

这对于减少尾气排放、改善环境质量具有积极的影响。

四、涡轮增压器的应用涡轮增压器广泛应用于汽车、卡车以及航空发动机等领域。

在汽车领域,涡轮增压器通常被用于提高小排量发动机的动力性能,并实现节油减排的目标。

在航空发动机中,涡轮增压器则是提高飞机高空性能的关键装置。

总结:涡轮增压器是一种利用废气能量提供进气增压的装置。

它通过构建排气系统和压气系统来实现对发动机的增压,并以此增加气缸内的氧气浓度,提高燃烧效率,从而提供更强大的动力。

涡轮增压器的结构原理和故障分析

涡轮增压器的结构原理和故障分析

1 涡轮增压器的结构 原理及技术特点
1 1结构 . 涡 轮 增 压 器 实 际 上是 一种 利 用 发 动 机 发 动 机 排 气 中 的 剩 余 能 量 来 工 作 的 空 气 泵 , 结 构上 主 要 分 为 涡轮 、 气 机 和 中 间 从 压 体 三 个 部 分 ; 轮 部 分 由 涡轮 和 涡 轮 壳 组 涡 成 , 气进 入 涡 轮 室 推 动涡 轮 高 速 转 动 。 废 压 气机 部 分 由叶 轮 和 压 气 机 壳 组 成 , 由于 叶 轮 与 涡轮 同 轴 连 接 , 轮 随 因分析
2. 增 压 器在 运转 中振 动并 发 出异 响故 障 1 分 析 产 生 原 因一 是 有 杂 物 经 破 损 的 管 道 进 入 增 压 器碰 刷 叶 轮 引起 ; 是 增 压 器 涡 轮 二 或 叶 轮 因损 坏 变 形 后 碰 撞 壳 体 所 致 ; 是 三 浮动 轴 承 或 转 子 轴磨 损 严 重 , 平 衡 失 调 , 动 引 致 增 压 器 振 动 及 异 响 。 般 出现 此 故 障 一 时 , 打 开压 气壳 的 进 气端 , 查 叶 轮是 否 可 检 空 气 进 入 进 气 管 道 。 间体 是 承 载 涡 轮 增 与 壳 体 相 擦 , 轮 是 否 损 坏 、 动 是 否 灵 中 叶 转 压 器 的 机 构 , 是 提 供 润滑 冷 却 的 装 置 , 也 其 活 。 内部 由密 封 环 、 油封 、 推 片 等 构成 一 个 密 2. 只 2压 气机 喘振 故障 分析 封体统 , 作用是 防止空气或废 气窜人 中 其 主 要 是 进 气 系 统 堵 塞 , 空 气 滤 清 器 如 间体 , 止 中 间 体润 滑 油 进 入 压 气 壳 和 涡 堵 塞 和 进 气 管 道 变 形 等 , 涡 轮 增 压 器 压 防 使 轮 壳 。 轮 增 压 器 的 涡 轮 壳 进 口与 发 动 机 缩 的 空 气 量 不 足 , 压 后 的空 气压 力 产 生 涡 增 机 排 气 管 连 接 , 轮 壳 出 口则 接 在 排 气 总 较 大 的 下 降 和波 动 , 成 压 气 机 喘 振 , 重 涡 造 应 管上 , 压 气 机进 口与 空 气 滤 清 器连 接 , 而 压 点 检 查 进 气 系统 。 气 机 出 I 接 在 柴 油 机 进 气 歧 管 上 , 者 2 3增 压压 力下 降故 障分 析 I则 二 . 由中 间 体 同 轴 联 接 。 般 情 况 下 , 油 发 动 机 在 额 定 转 速 柴 1 2原理 . 时, 增压 器 转 子的 转速 高 达 7 0 ~1 万转 / i a rn 当发动 机运转时 , 气缸 排 出 的 废 气 在 钟 , 增 压 压 力达 到 额 定 值 。 使 当增 压 压 力 降 惯性 冲力作用下推 动增压器涡轮 转动 , 由 低 时 , 油 发 动 机 进 气 量 减 少 , 率 下 降 , 柴 功 于涡 轮 与 压 气 机 叶 轮 同 轴 相 连 , 轮 带 动 油耗 增加 , 此 , 涡 因 发现 增 压 压 力降 低 l % , O时 叶轮 转 动 , 过 叶 轮 的 高速 转 动 , 空 气滤 要 及 时 检 查 , 空 气 滤 芯 堵 塞 、 承 磨 损 、 通 将 如 轴 清 器 送 来 的 空 气压 缩 至 常 规大 气压 的 2 涡轮 或 泵 轮 叶 片 变形 , 损 坏 、 气 道 胶 管 ~3 或 进 倍, 使进 入 气缸 的 空 气 量加 倍 增 加 , 料 得 破 裂 或 松 脱 等 都 会 使转 子 转 速 下 降 , 压 燃 增 到 更 多更 充 分 的 燃 烧 , 而 提 高 发 动 机 功 压 力 也 随 之 下 降 。 从 率 , 少有害排放 。 减 2. 涡轮 端或 压 气轮 端漏 油故 障分 析 4 1 3技术 特点 . 废 气 涡 轮增 压 器采 用 发 动 机 提 供 的 润 由 于 发 动 机 排 放 的 废 气 惯 性 冲 力 很 滑 油提 供 内 部 的 润 滑 及 冷 却 , 不 使 机 油 为 大 , 常情 况 下 , 通 压气 轮 和 涡 轮 在 工作 中的 泄 漏 , 浮 动 轴 承 两 端设 置有 密 封 环 。 在 当转 转 速 可达 到 l 多 万转 / i , 且 工 作 温 度 子 轴 磨 损 或 轴 承 径 向 间 隙 ① 过 大 时 , 密 0 a rn而 该 也 可达 到5 0 ~7 0 。 0℃ 0 ℃ 为保 证 在高 转速 情 封 环 将 失 去 密 封 作 用 , 涡 轮 端 或 压 气 轮 使 况 下 转 子 的有 效 工 作 , 时 涡 轮 增 压 器 多 端 漏 油 。 气 轮端 漏 油 严 重 时 , 气 通 道 、 现 压 进 采 用 浮 动 轴 承 系统 。 用 从 柴 油 发 动 机 主 中 冷 器 、 气 支 管 内 存有 大 量 机 油 , 利 进 引起 机 油 道 流 出 带 有 压 力 的 润 滑 油 , 进 油 孔 进 油 消 耗 增 加 、 机 油 、 蓝 烟 等 故 障 ; 涡 经 烧 冒 而 入 增 压 器 的 油 道 , 动 轴 承 在 润 滑 油 的 压 轮 端 漏 油严 重 时 , 排 气 管 、 声器 存 有 大 浮 使 消 力 和 转 子 轴 的 旋 转 作 用 下 , 它 的 内外 表 量 油 污 , 大 排 气 阻力 , 动 力下 降 。 重 在 增 使 严 面 形 成 了 承 载 油 膜 , 转 子 轴 以 及 轴 承 座 时 , 用 排 气 制 动 柴 油 发 动 机 会 出现 向 外 使 使 在 非 接 触 状 态 下 工 作 , 且 由 于 浮 动 轴 承 喷 机 油 的 现 象 。 而 的转 动 , 降低 了轴 、 动 轴 承 、 承 座 之 间 浮 轴 2. 转子 轴 与轴 承烧 伤或 损 坏故 障分 析 5 的相 对 转 速 , 样 既 保 证 了 在 高 转 速 下 的 这 此 故 障 原 因 一 是 机 油 质 量 差 或 油 量 不 正 常 工 作 , 延 长 了 使 用 寿 命 。 有 , 防 足 , 是 由于操 作不 当 引起 , 柴 油 发 动 机 又 还 为 二 如 止 高 温 损坏 增 压 器 的 其 它零 件 , 滑 油 还 突 然 熄 火 , 刻 机 油 泵 立 即停 止 工 作 , 润 此 机油 向增 压 器 的 涡 轮 端 提 供 有 效 冷 却 , 走 大 停 止 循 环 , 增 压 器 的 转 子 因 惯 性 仍 然 继 带 而 量 的 热 能 , 后 润 滑 油 由冷 却部 位 和 润 滑 续 高 速 旋 转 , 刻 转 子 轴 与 轴 承 处 于 半 干 最 此 部 位 流 出并 从 回 油 孔 返 回发 动 机 曲 轴 箱 。 摩 擦 甚 至 干 摩 擦 状 态 , 留在 机 油 管 的 机 残 另 外 , 防 止 柴 油 发 动机 全 负 荷 运 转 时 增 油 温 度 升 高 , 膜 变薄 、 焦 , 轴 承 和 转 为 油 烧 使 压 压 力 过 高 , 柴 油发 动 机 汽 缸 爆 发 压 力 子 轴 过 快磨 损 又 如 刚 启 动 发 动 机 后 立 即 使 超 过 限 值 , 响 发 动 机 、 压 器 的 可 靠 性 , 满 负 荷 运 行 , 动 机 润 滑 油 还 没 循 环 到 增 影 增 发 因此 , 目前 涡轮 增 压 器 普 遍都 带 有 旁 通 阀 , 压 器润 滑 , 压 器 已 经高 速 运 转 , 子 轴 与 增 转 它是 当 增 压 器 压 力超 过 设 定 值 时 , 过 压 轴 承 处 于 干 摩 擦 状 态 , 成 转 子 轴 与 轴 承 通 造 气 集 储 器 推 动调 节 杆 打 开 旁 通 阀 门将 部 分 损 坏 。 由于 涡 轮 增 压 器 属 于 发 动 机 的 一 个 压 力 废 气 放掉 , 控 制 涡 轮转 速 , 而 控制 部 件 , 现 故 障 时 应 结 合 发 动 机 进 行 诊 断 以 从 出 增压压力 , 证柴油发动机正常运转 。 保 和 排 除 , 检查 发 动 机 有 否 损坏 , 滑 油 供 如 润

增压器总成部件详解

增压器总成部件详解
责任判定:非增压器本身质量问题造成的两轮叶片损坏,均为用户责任。
叶轮端面被异物打坏的情形 钢轮径向被异物打坏的情形
5、增压器两轮由于铸造原因损坏
检查方法:将故障增压器从发动机上拆下,检查涡轮和叶轮的损坏情况,确定是否为两轮叶片本身质量问题。 1、压气机叶轮单独一个叶片掉落、或从中间裂开或叶轮背面部分从基体上裂开,存在明显铸造冷隔缺陷。 2、钢轮涡轮单独一个叶片掉落或存在叶片断裂的情形。 责任判定:增压器本身铸造质量问题造成的两轮叶片损坏,为厂方责任。
5、机油清洁或机滤滤芯无堵塞、不缺油但增压器擦壳等故障,则为增压器零件质量。
转子轴烧蚀严重,与浮动轴承接触部位严重的干磨痕迹。
密封套烧蚀、发兰
4、增压器两轮被异物打坏损坏
检查方法:将故障增压器从发动机上拆下,检查涡轮和叶轮的损坏情况,有否异物击打痕迹,增压器进排气内是否有异物存在。 1、压气机叶轮端面被异物损坏,这是由于异物从进气管或空滤器进入压气机壳造成的 2、涡轮径向被异物损坏,这是由于异物从柴油机排气支管进入涡壳所造成的。
一 、增压器构成及工作原理:
涡轮增压器总成详解
增压器三维立体图
1、J、K 系列三维爆炸图
01、涡轮箱 02、钢轮 03、密封环 04、隔热 套 05、热端压板 06、 螺钉 07、挡圈 08、轴承 套 09、轴承体 10、止推片 11、止推轴承 12、挡油板 13、止推套 14、 密封套)15、O 型密封圈 16、O 型密封圈 17、背盘 18、垫片 19、 螺钉 20、螺钉 21、冷端压板 22、压气机壳 23、铭牌 24、铆钉 25、 叶轮 26、锁紧螺母)
3、涡轮增压器两轮蹭壳
检查方法:将故障增压器从发动机上拆下,用手指捏住转子的两端上下左右进行摇动,若转子轴向间隙≥0.12mm、或转子径向间 隙≥0.40mm,用手转动叶轮不灵活,有发卡或擦壳现象;涡轮和叶轮有明显的摩擦痕迹。 责任判定:1、若因为机油或油路脏、机油焦结等引起增压器芯部零件异常磨损,转子轴出现轴向和径向间隙偏离工艺值,引起两 轮蹭壳导致的增压器损坏为用户责任。 2、若因进气管路及压气机内腔灰尘多或进气短路引起增压器芯部零件异常磨损,两轮蹭壳导致的增压器损坏为用户责任。

涡轮增压器构造及原理

涡轮增压器构造及原理

涡轮增压器构造及原理
嘿,朋友们!今天咱来聊聊涡轮增压器,这玩意儿可神奇啦!
你想想看,汽车就好比是一匹马,那涡轮增压器呢,就像是给这匹马加了一双翅膀,让它能跑得更快更猛!
涡轮增压器主要是由涡轮和压气机这两大部分组成的。

涡轮呢,就像是一个小风车,废气从这里吹过,它就呼呼地转起来啦。

而压气机呢,就负责把空气使劲往发动机里送,让发动机能有更多的“粮食”吃,这样就能产生更大的动力啦。

这就好比人跑步,要是能大口大口地吸气,那是不是就能跑得更有力气呀?涡轮增压器就是让汽车的“呼吸”更顺畅、更有力的秘密武器!
那涡轮增压器是怎么工作的呢?当发动机工作的时候,会排出废气,这些废气可不会白白浪费掉哦,它们会推动涡轮快速转动。

涡轮一转,就通过轴带动压气机也转起来啦。

压气机一转,就把外面的空气压缩后送进发动机里。

这样一来,发动机就像打了鸡血一样,动力蹭蹭往上涨啊!
你说神奇不神奇?这就好像是给汽车施了魔法一样。

而且啊,涡轮增压器让汽车在不增加太多油耗的情况下,获得更强的动力,这多划算呀!就像是花一份钱,得到了两份好处,这买卖多值!
不过呢,涡轮增压器也不是没有缺点的啦。

它就像是一个娇贵的小公主,得好好照顾着。

比如说,使用的时候要注意温度,不能让它太热了,不然它会不高兴的哟。

还有啊,保养也要跟上,要定期检查和维护,不然它要是闹脾气了,那可就麻烦啦。

但总的来说,涡轮增压器真的是汽车的好帮手呀!它让我们的驾驶体验更加棒,让汽车变得更加强大。

所以啊,大家可别小看了这个小小的涡轮增压器,它可是汽车世界里的大明星呢!有了它,我们的汽车才能跑得更快、更稳、更带劲!你说是不是呀?。

涡轮增压器的工作原理与使用技巧

涡轮增压器的工作原理与使用技巧

谈废气涡轮增压器的正确使用及故障诊断摘要:针对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。

关键词:废气涡轮;增压器;故障诊断近年来,随着汽运公司车辆的更新换代,一些重型载货柴油车上普遍使用了涡轮增压器,但在使用中常发生废气涡轮增压器早期损坏的故障,分析其原因,主要是对增压器的使用,维护不当造成的。

现对影响增压器的使用寿命因素,故障和诊断加以分析,并说明使用中的注意事项,意在减少增压器的故障,延长其使用寿命,降低维护费用。

1 废气涡轮增压器的基本知识及工作原理涡轮增压器是用来提高发动机功率和减少排放的重要部件。

涡轮增压器本身不是一种动力源,它利用发动机排气中的剩余能量来工作,其作用是向发动机提供更多的压缩空气。

它利用发动机排出的废气能量,驱动涡轮高速旋转,带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转,压力机将空气压缩进入发动机气缸,增加了发动机的充气量,可供更多的燃油完全燃烧,从而提高了发动机的功率,降低了燃油的消耗,同时由于燃烧条件的改善,减少了废气中有害物质的排放,还可降低噪音。

柴油机经过增压以后性能发生了变化,它使柴油机的功率大大得到提高,增压后发动机的功率可提高20%~40%左右,以WD615机为例,使发动机的机械效率提高,增压后发动机的辅助系统消耗的功增加很少,虽然因为爆发压力大,各摩擦表面上的摩擦损失有所增加,但发动机功率增加较多,机械效率提高了近8%左右。

燃油消耗降低,增压后进气压力增高,燃烧条件改善,机械效率提高,油耗降低,发动机单位功率质量大大降低,但发动机经增压后也带来了新的问题,如:使发动机的机械负荷增加,发动机的热负荷增加等等。

2 影响增压器使用寿命的因素使用中我们发现,增压器的损坏和磨损总是在柴油机及其附近出现故障之后发生,柴油机的许多不正常工况都会引起增压器的损坏。

增压器出现故障,40%是由于润滑不良造成的,40%是由于外界杂物通过增压器所造成的,20%是其它原因引起的。

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论文封面成绩:科技大学2015-2016学年第1学期《过程装备与控制专业概论》班级:装控153 学号:1505020312 :明海开课学院:机电工程学院任课教师:栾德玉、翟红岩涡轮增压发动机的构造、原理及改进摘要涡轮增压简称Turbo,我们经常可以在汽车尾部看到Turbo或者T的标志,这些标志表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。

本文介绍了涡轮增压器的构造和原理,对它的保养及使用进行了阐述,同时,通过分析常见故障,对改进措施以及发展方向有了一定的看法。

关键词:涡轮增压废气常见故障改进措施【引言】涡轮增压器,一个近十年出现的词语。

人们只知道汽车排量后面带T的车辆就是带有涡轮增压器的发动机,汽车的加速就会快,性能也好。

涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。

为了满足发动机不同转速下的需求,1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。

在发动机低速时,涡轮增压器减小喉口,提高增压;在发动机全速运转时,涡轮增压器喉口增大,保证增压不会超出需求。

喉口可用真空管控制。

优点是提高了发动机低速时的加速性能。

目前,涡轮增压器已经占到了50%,在亚洲、美国也都在增长。

现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法,涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。

一.涡轮增压器的作用和构造以及工作原理(一)作用涡轮增压器按增压方式分为废气涡轮增压器、复合式废气涡轮增压器和组合式涡轮增压器。

他们的作用分别如下:1.废气涡轮增压器是利用发动机排出的具有一定能量的废气进入涡轮并膨胀做功,废气涡轮的全部功率用于驱动与涡轮机同轴旋转的压气机工作叶轮,在压气机中将新鲜空气压缩后再送入气缸。

废气涡轮与压气机通常装成一体,便称为废气涡轮增压器。

其结构简单,工作可靠,一般柴油机合理地加装废气涡轮增压系统后,可提高功率20% ~30% ,降低比油耗5% 左右,有利于改善整机动力性能、经济性能及排放品质,因而得到广泛应用。

2 .复合式废气涡轮增压器。

废气涡轮增压器是将废气动力涡轮与废气涡轮增压器串联起来工作,称为复合式废气涡轮增压器。

在某些增压度较高的柴油机上,废气能量除驱动废气涡轮增压器外,尚有多余的能量用于驱动低压废气动力涡轮,该动力涡轮通过齿轮变速器及液力耦合器与发动机输出轴联接。

这样,废气涡轮增压器达到增压的目的,而废气动力涡轮将废气能量直接变为功率送给曲轴。

3.组合式涡轮增压器。

组合式涡轮增压器由废气涡轮增压与进气惯性增压组合而成。

在该增压系统中,除废气涡轮增压器外,还有由稳压箱、共振管、共振室等构成的进气惯性增压系统,利用压力峰值可进一步提高增压后的进气压力。

(二)构造废气涡轮增压器一般由单级离心式压气机和单级轴式涡轮机或径流式涡轮机组成为机组,并分别称为轴流式废气涡轮增压器和径流式废气涡轮增压器。

压气机和涡轮机二者的工作轮装在同一根轴上,称为转子,转子由发动机排出的废气驱动。

这种涡轮增压器工作的条件,除压气机和涡轮机的转速相同外,在任何工况下其效率也是相同的。

涡轮增压器按转子的支承情况有各种不同结构方案,最常见的有几种:1.外双支承式即转子两端有支撑,这种方案亦称无悬臂式支承,在轴流式大型涡轮增压器上应用最广。

2.双支承式即二个轴承都放在叶轮里面,所以又叫悬臂支承,这样可保证涡轮增压器的尺寸小、重量轻。

这种结构形式在小型径流式涡轮增压器上应用最广。

3.单悬臂式支承即压气机的工作轮呈悬臂布置,转子支点在涡轮机工作轮的两侧。

这种方案可使压气机进口损失最小和涡轮结构紧凑,因此应用也较广。

4.悬臂支撑压气机和径流式涡轮机的工作轮紧挨着,像是两面部有叶轮的工作舱,所以又称单转子。

上述几种方案中的支点可采用滑动轴承,也可采用滚动轴承。

滚动轴承的摩擦损失不大,长度也小,但寿命不如滑动轴承。

因此,国外的增压器广泛采用滑动轴承。

(三)工作原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。

它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

二.汽车涡轮增压器的分类及优缺点(一)汽车涡轮增压器的分类1.这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。

其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。

但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。

2.气波增压系统气波增压系统利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。

这种系统增压性能好、加速性好、但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面。

3.废气涡轮增压系统这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了,增压器与发动机无任何机械联系,实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。

它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。

一般而言,加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%—30%。

4.复合增压系统复合增压系统即废气涡轮增压和机械增压并用,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。

发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,来解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。

这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的1.4TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。

(二)汽车涡轮增压器的优缺点1.涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率非增压发动机通过曲轴的运动直接从大气中吸进空气,而涡轮增压发动机由涡轮增压器向发动机提供压缩空气。

由于进入气缸的空气增多所以允许喷入较多的燃油使发动机产生较多的功率并具有较高的燃烧效率。

这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率或者说一台小排量发动机经增压后可产生与较大发动机相同的功率。

其它还有节约燃油和降低排放等优点。

由于涡轮增压器为发动机提供了更多的空气燃油在发动机气缸里燃烧时会燃烧得更充分、更彻底。

发动机进气管的空气保持正压力(大于大气压的压力)对发动机有几方面的好处。

当发动机进排气门重叠开启时新鲜空气吹入燃烧室清除所有残留在燃烧室里的废气同时冷却气缸头、活塞和气门。

2.诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。

即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,即大脚踩油门加大马力,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差,而且这个时间还不短。

一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。

如果需要突然加速的话,瞬间会有提不上速度的感觉。

随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。

譬如说一辆1.8T的涡轮增压汽车,在实际的行驶之中,加速肯定不如2.4L的,只要过了那段等待期,1.8T的动力同样会窜上来,因此单单追求驾驶感觉的话,涡轮增压引擎并不合适,如果是跑高速之类的,涡轮增压才显得特别有用。

如果车辆经常在城市行驶,那么有必要考虑需要什么样的涡轮增压,因为涡轮并不是随时都在启动。

对于那些启动转速高的涡轮增压发动机,例如斯巴鲁(富士)翼豹的涡轮增压,它的启动是在3500转左右,5档能上到3500转速度会破120,除非故意停留在低档位,否则不超过120公里的时速翼豹的涡轮增压根本无法启动。

这时那些低转速启动的涡轮增压发动机更为合适,例如大众的1.4Tsi/1.8Tsi发动机,在1750甚至1500转的时候涡轮增就能介入,即使在2000~3000换档,也能保证换档前后转速保持在燃油应用效率更高的涡轮增压区域。

此外涡轮增压还有维护保养方面的问题,例如宝来的1.8T,6万公里左右就要更换涡轮了,虽然次数不多,毕竟给自己的车无形之中又增加了一笔维护保养费,这个对经济环境还不是特别好的车主来说特别值得注意。

三.涡轮增压器的发展趋势早在100年前就有人提出压缩空气提高进气密度的设想,1926年瑞士人Alfred J.Buchi博士设计出了第一台带废气涡轮增压器的增压发动机,但由于当时制造工艺和材料的限制,发动机不能获得足够的压缩空气压力,经过30多年的发展,涡轮增压器的性能有了很大的改善,开始大量被应用到车用发动机上。

近些年来,由于计算机辅助设计的广泛应用和加工水平的飞速发展,尤其是前倾后弯叶片的应用使压气机效率提高了7%~10%,发动机的经济型和动力性都得到大幅提高。

目前,中,重型车辆已经普遍选用增压柴油机作为动力,涡轮增压技术已成为提高发动机动力性、经济型和降低废气、噪声排放的最有效措施之一,特别是为了应对新的发动机排放法规,增压技术的应用围进一步扩大,增压技术进入了黄金发展时期。

(一)柴油机涡轮增压技术现状由于传统增压器流量围窄,难以兼顾与发动机高低工况点的合理匹配,增压器与发动机的良好匹配时保障燃油经济性以及柴油机具有良好排放性能的关键,因此近几年来采用各种不同设计概念的新型涡轮增压系统已经成功得到应用。

1.相继增压系统相继增压系统的基本工作原理是采用多个小型涡轮增压器,随着柴油机工况的提高,按次序地投入运行,改变了常规串联增压系统在低工况时由于排气能量减少而是用涡轮转速下降,增压压力不足,从而出现燃烧恶化、功率下降的现象。

在标定工况,柴油机的每台增压器都在高效率工作,燃油消耗率低;在部分工况,减少投入使用的涡轮增压器数量,使得投入使用的在一起仍然在高效率区附近工作,最大限度地增加了气缸的进气量,从而改善了柴油机的动力性与经济性。

MTU公司首先将相继增压技术应用于该公司的956/1163双系列船用柴油机上。

目前,相继增压技术也应用到卡车的发动机(沃尔沃)、跑车的发动机(保时捷)和轿车发动机(奥迪)等车上。

2.可变截面涡轮增压系统可变截面涡轮增压系统的基本工作原理是从低速到高速通过分段或连续改变涡轮截面,来提高发动机低工况时的过量空气系数。

燃气通过涡轮喷嘴叶片时,根据柴油机外界负荷的变化来改变喷嘴环叶片的角度,使进入涡轮叶片的气流参数发生变化,从而达到涡轮增压器与柴油机在各工况下有良好的匹配。

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